Klimasystemet består av fem hovedkomponenter– atmosfære, hav, is, landjord og økosystemer. Disse komponentene påvirker hverandre gjensidig. Faktiske klimadata gir bare informasjon om fortid og nåtid.
Klimamodeller blir benyttet til å simulere hvordan klimaet kommer til å bli. Gjennom såkalte klimafremskrivninger gjennomføres beregninger av klimatiske forhold fremover i tid, herunder beregning av klimagassutslipp. Gjennom beregninger av utslipp fra f.eks. kullkraft og naturgass, og effektene disse vil ha på mengden drivhusgasser, kan man sammenligne konsekvenser av bruken av forskjellige energikilder.
De ulike modellene som benyttes har hver sine styrker og svakheter, og vil kunne gi ulike resultater. Ved å sammenligne beregninger fra flere modeller oppnås mer pålitelige resultater. I Verdens klimaforskningsprogramm «WCRP» gjøres slike sammenligninger i prosjekt CMIP (Coupled Model Intercomparison Project). Her omfattes også data fra Den norske jordsystemmodellen NorESM. Nansensenteret har deltatt i utviklingen av NorESM, og bruker denne modellen til å studere regionale og globale klimasammenhenger. Gjennom prosjektet CMIP bidrar senteret med forskningsresultater til FN sitt klimapanel.
